CN112922084A - 用于水利的雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于水利的雨水收集装置。要解决技术问题：有效抑制或消减集雨山区的山洪、山体滑坡、泥石流及河流洪水；消除沿江平原耕地的水旱灾害；恢复大漠戈壁和改善干旱大草原的绿色生态环境，为上述地区直接储存所需雨水资源。措施：分别在上述地区设置相应雨水收集装置，还采用本发明的自动灌溉和节水的吸灌装置和储存水资源不变质的水库。效果：解决了上述技术问题；为当地森林灭火，山地、旱地和平原耕地、大漠戈壁和干旱大草原，每年收集储存所需雨水资源几千亿立方米；新增自备雨水资源的旱地11亿亩、优质经济林地约18.7亿亩、大漠戈壁和干旱大草原的大棚种植约20.6亩、约16万亿千瓦时以上光伏发电量、花卉产业和上亿人就业。

Description

用于水利的雨水收集装置

技术领域 本发明涉及一种用于水利的雨水收集装置

背景技术

土地是一切资源和环境要素的载体，是作为人类赖以生存和社会经济得以发展的基础，是社会生产力的根本源泉，也是一项宝贵的不可代替性及其稀缺性的资源和财富。水是人类基础自然资源，是国家的战略资源，是生态环境的控制要素，是人类生存不可或缺的生命之源，也是现代工农业生产的物质基础。

地球陆地上虽有巨量的淡水资源，但时空分布极不均匀，并留给人类真正能夠利用的淡水资源，仅仅是在世界各地每年短暂汛期经几場大雨或暴雨或特大暴雨就完成了全年降雨量的70％以上，并造成山洪、江河洪水泛滥、江河沿江平原耕地受涝、山体滑坡及泥石流等自然灾害，所引发的山洪和江河洪水过后，仅留在江河、湖泊和水库里一小部分洪水和渗透到山体及其它地下一部分，仅约占地球淡水总量的0.26％，而其中大部分则以山洪和洪水的形式流入大海，参于地球水大循环；汛期过后的大地，尤其是广大集雨山区无水源的山地和旱地，就进入慢长的干旱期，因汛期没有留存雨水资源而极易发生旱灾和森林火灾。在我国辽阔的大漠戈壁和干旱大草原，雨季极短，雨水浠少，蒸发量极大，沙尘暴频频发生，自然生态环境极其恶劣。上述原因和人为因素，造成我国处于基础自然资源的人均可耕种土地匮乏，只有1.36亩，其中50％是无水源的旱地，人年均可用水资源量紧缺，只有约423立方米，并可耕种土地资源和可用水资源的宏观和微观配置都不佳的落后状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：有效抑制或消减每一水系流域每一集雨山区的山体，每年汛期引发的山洪、山体滑坡和泥石流及江河洪水泛滥自然灾害，并为当地山区无水源的山林灭火、山林种植和旱地耕作直接储存所需雨水资源，使当地的山地、雨水资源和生物质可再生能源有最佳的微观配置；消除江河沿江平原耕地的水旱灾害，为平原耕地的耕作直接储存所需水资源，并使平原耕地与当地的雨水资源有最佳微观配置；恢复我国西北大漠戈壁绿色生态环境和改善干旱大草原的绿色生态环境，为当地直接储存所需雨水资源，并使当地的土地资源、雨水资源和太阳能光伏及风能发电的可再生清洁能源有最佳微观配置。

本发明为解决有效抑制或消减每一水系流域每一集雨山区每年汛期引发的山洪、山体滑坡、泥石流和江河洪水泛滥自然灾害，并为当地森林灭火、山林种植和旱地耕作直接储存所需雨水资源，使当地的山地、雨水资源和生物质可再生能源有最佳的微观配置的技术问题，按照“顺雨水之性有为而藏，时空分布重新安排”的治水理念，采取在每一水系流域每一集雨山区，汛期易暴发山洪的集雨山体表面，和在为山区无水源的山林种植、山林灭火和旱地耕作直接储存所需雨水资源的集雨山体表面，因地制宜，相应被划分成许多呈近似螺旋环带面元或倾斜带面元，或并在其上建成具有使过量地表雨水不外流的小内侧倾角的近似螺旋阶梯或倾斜阶梯面元，或螺旋梯田或倾斜梯田面元，设置有收集相应面元的过量地表雨水的排水槽沟和全部或部分储存该面元的过量地表雨水的蓄水池的山体雨水收集装置。包括分别设置在不同坡度集雨山体表面的螺旋槽沟或倾斜槽沟雨水收集装置，或分别设置在不同坡度集雨山体表面的徒坡山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置、斜坡山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置、和斜坡山体螺旋梯田或倾斜梯田雨水收集装置；还包括设置在集雨山区无水源的水平梯田或倾斜梯田面元的旱地倾斜槽沟雨水收集装置。

上述排水槽沟，其形状呈近似螺旋形或倾斜形，直接设置在各种坡度山体表面的近似螺旋环带面元上或倾斜带面元上和每一块旱地面元内侧，或设置在具有小内侧倾角的螺旋阶梯或倾斜阶梯、小内侧倾角的螺旋梯田或倾斜梯田的内侧，用钢筋混凝土制成永久性的结构。排水槽沟两侧或通过加强筋板相互连结，两侧上端呈上下阶梯状，并在其上铺设并紧固由具有滤网的歩高隔栅盖板和步宽隔栅盖板组成的隔栅阶梯；或采用屋顶瓦片叠加镶坎方式，把用钢筋混凝土预制成具有排水槽沟形状的“U”构件，通过水泥混凝土镶坎在预挖并铺有底座的槽沟里，并在其两侧上端铺设并固定有隔栅阶梯；或采用预制具有隔栅阶梯的钢筋混凝土管道构件，通过具有隔栅阶梯的连接管铺设在预挖排水槽沟里。在排水槽沟里，间断地设置具有不锈钢丝网盖板的起过滤过量地表雨水中细小沙粒及其它杂质作用的过滤凹坑；或设主次排水槽沟并它们之间通过地下管道和控制阀门相互连通，而构成山体表面过量雨水的排水、蓄水和供水的通道网。排水槽沟还起山林的经营和消防通道、滤去过量地表雨水中夹带的残支树叶和沙石、防止野生动及蚊虫进入排水槽沟作巢繁殖而带来的疾病传播的作用。汛期各个集雨山体每一面元上的过量地表雨水都分别流入相应的排水槽沟里，全部或部分收集储存在相应的蓄水池里，超出的地表雨水顺着相应的排水槽沟流向排水槽沟末端出水口，或通过通道网向下流入相鄰或其它排水槽沟和其它蓄水池里，进入相应的具有上下阶梯的阶梯排水槽沟，通过具有由不锈钢丝滤网和带孔隔板组成的集水过滤装置和出水管，储存在当地的水池里，或储存在设在地下储存水资源不变质的水库里，或流入当地小溪小河里。

上述蓄水池，采用防水钢筋混凝土或不生锈的金属材料或防火非金属材料制成永久性结构；横截面呈方形或园形，其内部或设置有加强筋板；其上端隔板的上腔里设置有由进水管、不锈钢丝滤网和涡槽组成的过滤装置，从相应的排水槽沟或管道流入的地表雨水中所含泥沙及其它杂质被阻隔在涡槽里。进水管还用作蓄水池的维修通道。在蓄水池的上边缘处设置有带盖板的抽水孔，或便于抽水扑灭森林大火。蓄水池底端设置有排污阀，用作排除淤泥或用作山林滴灌种植供水，或用作在大汛前排空蓄水池高度全部蓄水。在蓄水池汛限水位的高度位置设置有放水阀，起汛后或暴雨前向外调走汛限水位以上蓄水，或为增加当地山体地下水储量、或流出的泉水量或矿泉水量的地下水渗透装置提供清洁水源的作用。

上述的地下水渗透装置，是一种通过水的重力或水泵的压力把清洁水渗透到山体里或其它土地里，增加山体或其它土地地下水储量，或增加山体流出泉水量，或增加山体流出矿泉水量的一种装置；由获得清洁水的水池和把清洁水渗透到山体里或其它土地里的渗透装置组成。水池的水源来自蓄水池或来自其它水源，通过装在水池盖板上的进水管、进水阀和进水自动控制装置，流入水池的上水腔。其上端设置有通气溢水管。其下端的凸台上设置有带许多小孔的横隔板，其上铺设有由细滤网、细石和细沙组成的起精滤作用的细滤装置；在紧贴细沙上设置有排污装置，由排污管、两端密封的园管和一端封闭的且钻有许多小孔的一排园管焊接而成，起全开排污阀，通过排污管和管道，使上水腔泄水排除淤泥的作用。储存在水池下水腔的清洁水，通过阀门和管道及进水自动控制装置，靠水的重力或水泵压力注入由不锈钢管制成并上端紧压装在山体钻孔或地下钻孔中的套管和滤芯组成的渗透装置。在套管上设置有带许多小孔的环形槽，起增加清洁水与山体钻孔或地下钻孔的接触渗透面积的作用。滤芯由焊接有不锈钢丝滤网的，上段部分钻有许多小孔并其下端装有螺塞的并焊接在上座的不锈钢管组成，起使外来杂质沉积在其下端，避免杂质进入环形槽堵塞小孔的作用。

可预见的效果：能有效抑制或消减每一水系每一集雨山区每年汛期引发的山洪、山体滑坡、泥石流及江河洪水泛滥等自然灾害，并为当地山区的森林灭火、山林种植和养殖、旱地耕作直接留存所需雨水资源约有几千亿立方米；使当地的山地、雨水资源和生物质可再生能源有最佳的微观配置；使原有11亿多亩无水源的旱地变成自备雨水资源的优质耕地；新增约18.7亿亩自备雨水资源的优质经济林地这一稀缺的资源和财富；利用山区山地的地势水位差，容易实现由排水槽沟和蓄水池及地下管道组成的智能化滴灌种植技术和智能化森林灭火***，为发展当地的具有竞争力的特色经济创造最好条件；在具体实施建设山体雨水收集装置中，容易实现作为全民集体所有制经营主体的农民当地就业，并集中居住在具有现代化的农村小城镇，专门从事具有有机生态循环的高端种植业和养殖业及其加工服务业、生物质再生能源和木材加工业。

本发明为解决消除江河沿江平原耕地的水旱灾害，并为平原耕地的耕作直接储存所需水资源，使平原耕地与当地水资源有最佳的微观配置的技术向题，采取在每一水系流域江河沿江平原地区，每年汛期易涝，汛期过后易旱的平原耕地设置平原耕地雨水收集装置。用钢筋混凝土制成的高出当地河流洪水最高水位约1.5米至3米高的纵向公路和横向公路大堤，把平原耕地分割成许多大面积的单元耕地。每单元耕地雨水收集装置由设置在横向公路两旁用于收集单元耕地表面过量地表雨水的排水槽沟、耕地里的垄沟、设置在横向公路下方并用于储存单元耕地过量地表雨水的蓄水池、设置在排水槽沟底部的排水阀和设置在蓄水池里并从隔墙孔放入的汘水泵组成，或还设置有为水田或魚塘排除过量雨水并兼作放入汘水泵的隔墙孔和防止水田或鱼塘养鱼逃走的不锈钢丝网。在直通江边沿江大道的纵向公路下方设有管廊，其中铺设有从江河直通平原耕地边缘丘陵地带的，并具有维修用的边门盖的进排水总管，其进水口设置在当地江河处于最小生态流量状态下河面下方位置，由闸阀控制，在横向公路下方设置有与进排水总管连接并受阀门控制的进排水支管，设置有与进排水总管连接并受蓄水池进排水阀控制的蓄水池进排水管，构成平原耕地的进排水管网。把开挖蓄水池、管廊、水文化生活设施及水乡式小河道的土石方，或还从鄰近丘陵搬来的土石方，堆积在靠近沿江大道某单元耕地里，筑成具有假山的高台式的适合当地农民集中居住的现代化小城镇。

可预见的效果：有效消除沿江平原耕地的水旱灾害，汛期储存平原耕地过量地表雨水，并为当地江河分洪，干旱期为平原耕地直接提供所需雨水资源和江河水资源，使平原耕地与当地水资源有最佳微观配置；为促进当地的高端粮食种植业和农村沿江小城镇经济带的发展创造有利条件。

本发明为解决恢复我国西北大漠戈壁绿色生态环境和改善干旱大草原的绿色生态环境，并直接储存所需雨水资源，使当地的雨水、土地和可再生清洁能源的太阳能光伏和风能发电有最佳的微观配置的技术问题，采取设置在我国西北大漠戈壁的大漠戈壁雨水收集装置，和设置在无水源干旱大草原的干旱大草原雨水收集装置。由网格式的纵横交通公路，分别分割大漠戈壁和干旱大草原成许多以单元小城镇为中心，并构成其周围具有若干个大面积单元的大漠戈壁小城镇特区和干旱大草原小城镇特区，分别专门从事太阳能光伏和风能发电及高端沙漠种植业和加工服务业，和专门从事太阳能光伏和风能发电及高端牧业和其加工服务业。每一单元大漠戈壁雨水收集装置和每一单元干旱大草原雨水收集装置，由设置在温室种植大棚的金属桁架屋顶上的用于太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元和稍微倾斜的阳光玻璃板面元、或设置在受太阳光缐照射的太阳跟踪装置控制的并随支承在金属支架上随旋转轴转动的金属桁架上装有太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元和或设置在山体或地面上的金属桁架上用于光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元、相应的排水槽沟、排水口、下水管道或下水金属软管和地下管道、设置在单元小城镇储存雨水的蓄水池及储存水资源不变质的水库组成。在种植大棚屋顶上的排水槽沟上设置有与阳光玻璃板平齐的隔栅滤网，便于配有充电桩的除尘除雪机器人正常运行。每一单元小城镇还设置有自来水厂、居民生活及水文化建筑设施和农产品加工厂、污水池及污水处理厂。污水经无害化处理并符合标准的二次水资源，通过地下管网用于具有自动灌溉和节水的吸灌装置的或有植物灯的种植大棚的作物种植、单元小城镇建筑及交通公路两旁的花器的绿化种植、和养殖场的生活在地下的动物养殖。

上述的吸灌装置，是一种具有毛细管现象的自动灌溉和节约用水的吸灌的装置。包括用于吸灌种植装置和吸灌养殖装置中的吸灌装置。吸灌装置，由装在托板上并伸入下腔体容器水源底端或伸入下方水体的套管和装在套管内的用具有毛细管现象的无污染材料制成的或套有软弹簧并伸入上腔体容器中土壤的为植株或动物生长提供所需水分的吸灌元件组成。吸灌种植装置，由吸灌装置、栽有植株的上腔体容器、储存有靠下雨收集的雨水或注水作为植株较长时期生长所需水源的下腔体容器或靠天然或人工水体作为植株长时期生长所需水源的下方水体组成。吸灌养殖装置，由吸灌装置、养殖有生活在地下的动物的带有盖板的上腔体容器、储有靠注水作为所养动物较长时期生长所需水源的下腔体容器组成。起免除对上腔体容器所栽植株或所养动物的土壤浇水，避免植株或动物因故不及时浇水而受旱枯死，使吸灌种植装置能广泛应用于大漠戈壁、干旱大草原及其它土地和各种种植大棚的作物种植，美化室内环境和净化室内空气的花卉种植，城市森林化的绿化种植，街道及交通公路两旁、城镇和农村及其建筑、海岛、石头山、花坛、假山、陵园、和其它地面及水面上的花卉及其它绿化种植的作用。吸灌种植装置的上腔体和下腔体用钢筋混凝土、或塑料、或金属、或玻璃、或陶瓷、或石材、或木材制成。吸灌装置中的套管起吸灌元件的支承、定位、保护和在下腔体容器中产生不必要的水分蒸发的作用。或在套管的顶端设置有防土壤进入套管内的弹性密封圈。其中的软弹簧起保护吸灌元件不被摺迭挤压损坏的作用。浸在水源最低水位的套管底端管口是封闭的，并其中的上段设置有许多进水孔和滤网，避免沉积在水源底部的淤泥和杂质进入套管而堵塞吸灌元件。在下腔体中或设置有保持水源最高水位的，并帶有防蚊虫进入水源繁殖的滤网，或带有防水源蒸发的自动控制单向阀的溢水孔或溢水口下的溢水管。在上腔体容器中装有适合植株或动物生长所需的各种土壤，或无土的沙石，或无土的被粉碎的有机植物纤维或无污染的化学纤维或泡沫塑料，或它们的混合物，或无土的伸入上腔体容器的吸灌元件本身。在吸灌养殖装置的盖板上设置有通气小孔、上腔体容器的温控器和动物食料的投放装置。在吸灌种植装置的土壤的表面上，或铺有一层带透气小孔的塑料薄膜和在其上覆盖有杂草再铺压有小鹅卵石或小水泥球、或铺压有外层包有不吸水泡沫塑料的小水泥球，或先铺有不吸水的泡沫塑料球而其上再铺压有小鹅卵石或小水泥球，或在小鹅卵石或小水泥球上再加固一层不锈钢丝网，起植株、土壤和小鹅卵石或小水泥球不被強风刮走并伤害行人、保温透气和防晒减少水分蒸发，遇到暴雨或特大暴雨时使土壤与水分开，并使土壤表面过量雨水通过带滤网的排水槽沟和通气下水管或下水管流入下腔体容器作为水源的作用。在上腔体容器中，或设置有与上腔体连成一体的交叉横梁，或与上腔体连成一体的交叉不锈钢条，起使植株的根系交叉扎根于土壤中的交叉横梁或交叉不锈钢条，防止植株被强风吹倒。植株生长所需营养元素由混在土壤中的肥料颗粒，或分散注入土壤中的营养液，或从通气下水管或下水管投入下腔体容器水源中的肥料颗粒或营养液提供。动物生长所需营养元素由混在土壤中或投放在土壤表面的动物食料提供。在托板上，设置有许多使土壤透气透水作用的通气孔，或设置有伸出土壤表面或伸出盖板表面的带有网罩和水位指示器的透气注水管。在托板上铺设有滤网，或铺设有由滤网、沙石和不锈钢丝网组成的过滤装置，起保持水源清洁和避免土壤与沙石混合的作用。吸灌种植装置和吸灌养殖装置的腔体可分为整体式和分开式，分开式的上腔体容器由上腔体和托板组成连体，相应镶坎并固定在下腔体凸缘的内止口中，或相应放置在下腔体托架构件上，或相应放置在下腔体的支柱交叉横梁上，或相应旋扣在下腔体凸缘外螺纹或凸缘内螺纹中。或上腔体容器为组合式，或下腔体容器为组合式，适应种植装置和养殖装置的需要。与所栽植株相匹配的具有吸灌种植装置的花器各种外形结构及表面修饰，或与其透明下腔体容器内表面修饰及其中套管的各种外形结构及其表面修饰，使花器更具有适用性、更强烈的观尝性和艺术性。

上述储存水资源不变质的水库，是一种具有楼层结构，并每层每排设置储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从上到下依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的楼层方艙水库；或是一种平面结构，并每排设置有许多相互连通的具有导流口的储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从始到终依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的平面方艙水库。楼层方艙水库由水库本体、具有不同作用的各种管道和各种阀门、循环水泵、或和内循环净水装置组成。水库本体由地基、立柱、横梁、楼板、外墙、内隔墙、楼顶、公共走道、上下楼梯、电梯通道和楼顶的绿化台组成，用钢筋混凝土整体浇注而成，起结构坚固、抗震和构成多层多排储水艙室的作用。或水库本体由金属制成的集装箱储水艙室组装而成，或组装在基础架上而成。在每层纵向内隔墙和公共走道两侧隔墙的下端都装设有向内开的边门盖，起建筑和维修通道的作用。除外墙和横向内隔墙外，每层每排储水艙室的顶面下方纵向内隔墙都设置有通气孔，公共走道两侧隔墙上端的通气孔通过管道与通气出水管顶端的空气滤清装置连通，使储水艙室的顶部都有一层与外界大气相通的空气室，使每层外墙和公共走道两侧隔墙底部及楼板的最大水压只有本层储水艙室储水高度的水压，极大减轻水库外墙和公共走道两侧隔墙的水压负荷，起水库无毁库风险，并免除水电站高水压大埧式的外墙和公共走道两侧隔墙结构，使楼层方艙水库的本体结构变成安全并便于建造的房屋整体框架建筑结构的作用。每层每排储水艙室的纵向内隔墙都相应设置有导流口，并在每层每排的储水艙室的外墙和公共走道两侧隔墙，上下交叉设置有下水管，其下水口位于通气孔的下方位置，起从进水总管和各排进水管流入相应储水艙室较清洁的水，依次在每层每排储水艙室顺畅置換流动，使所储水资源不变质，并通过出水阀、管道和通气出水管及其控制阀向自来水厂供水的作用。在每层公共走道两侧隔墙的底端都设置有放水阀和与通气出水管相通的放水管，起关闭某层某排进水阀并打开相应放水阀，放干该储水艙室的储水，便于清理淤泥和维修的作用。在每层每排储水艙室的公共走道两侧隔墙的下端与对应相鄰下层顶上的空气室之间设置有受连通阀控制的连通管，起关闭进水总管的进水阀仃止供水时，可依次打开相应的连通阀，确保楼层方艙水库的储水仍保持置换流动并持续向自来水厂供水的作用。或在底层公共走道的下方走道里，设置有起水库内循环置换流动作用的内循环置换装置，由与通气出水管相连的水泵进水管、控制阀、循环水泵、循环水管、阀门、进水总管、进水阀门和进水管组成；或设置有内循环净水装置，其进水口通过回水阀和回水管与通气出水管相连，其出水口通过管道和控制阀与水泵进水管相连，起净化水参加内循环置換流动，使水库储水越来越清洁的作用。楼层方艙水库和平面方艙水库及按它们工作原理和类似结构制成的储存水资源不变质的容器装置，能广泛应用于需要储存不变质的一定水资源量的各用户。

可预见的效果：每年雨季大漠戈壁和干旱大草原单元小城镇经济特区群可获得约117.6亿立方米雨水资源，可供约5880万人口的单元小城镇群居民生活及水文化和工农业生产所需用水；每年可获得极大丰富的太阳能光伏发电量约16万亿千瓦时以上，是我国目前年总发电量7.1111万亿千瓦时的2.25倍；能降低当地的地表温度和空气温度，提高相对湿度，夏天雨季诱导海洋暖湿气流纵深流入大漠戈壁和干旱大草原单元小城镇经济特区群，而增加降雨量，使干旱和极度干旱的大漠戈壁恢复成半干旱的或较温湿的适合人类居住的绿色生态环境；并新增自备雨水资源的温室大棚作物种植地约18亿亩；大大改善干旱大草原的绿色生态环境并新增自备雨水资源的温室大棚饲料种植地约2.6亿亩；并为未来开发大漠戈壁和干旱大草原地下蕴藏极为丰的矿产资源创造良好的条件。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为倾斜山体的山洪成因示意图。图2为具有水平阶梯的倾钭山体的山洪成因示意图。图3为倾斜山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置局部示意图。图4为倾斜山体螺旋梯田或倾斜梯田雨水收集装置局部示意图。图5为陡坡山体螺旋槽沟或倾斜槽沟雨水收集装置局部示意图。图6为相应山体的阶梯排水槽沟局部示意图。图7为蓄水池总体结构布置示意图。图8为图7的俯视图。图9为山体的地下水渗透装置总体结构布置示意图。图10为江河沿江平原耕地雨水收集装置总体布置示意图。图11为图10中A-A局部剖面示意图。图12为图10中B-B局部剖面示意图。图13为图10中C-C局部剖面示意图。图14为单元大漠戈壁或单元干旱大草原小城镇经济特区总体布置及温室种植大棚屋顶式雨水收集装置总体布置示意图。图15为图14中A-A剖面示意图。图16为大漠戈壁或干旱大草原的太阳跟踪式雨水收集装置结构示意图。图17为花瓶式的具有吸灌装置的吸灌种植装置的结构示意图。图18为图17的俯视图。图19为箱式的具有吸灌装置的吸灌种植装置的结构示意图。图20为图19的俯视图。图21为楼层方艙水库结构总体布置示意图。图22为图21局部俯视图。图23为具有吸灌装置的吸灌养殖装置的结构示意图。

自定义科技术语

“楼层方艙水库”：具有楼层房屋结构，并每层每排设有储水艙室，分别储存有水资源，在任何工况下，从上到下依次被外来清洁水，或被内循环清洁水，或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保储水不变质的水库，称之为楼层方艙水库。“平面方艙水库”：具有平面结构，并每排设置有许多相互连通的具有导流口的储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从始到终依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的水库，称之为平面方艙水库。“吸灌装置”：是一种具有毛细管现象并自动灌溉和节水的吸灌的装置，称之为吸灌装置。当地“有效降雨量”：当地能够真正利用的全年降雨量，称之为当地有效降雨量。当地“有效降雨效率”：当地每年有效降雨量与当地当年总降雨量之比，称之为当地有效降雨效率。

具体实施方式

山体雨水收集装置的具体实施方式

每一水系流域的每一集雨山区是大江大河洪水的发源地，而集雨山区的徒坡和斜坡山体，在每年汛期极端暴雨或特大暴雨里，极易发生山洪、泥石流和山体滑坡等自然灾害，在汛期过后的干旱期又极易发生旱灾和森林火灾。如图1图2所示，在降雨量105极大的暴雨或特大暴雨条件下，山体106每一层由三角面元107组成的环带面元104、103、102上的地表雨水来不及渗透到土层里而往山下叠加流动而形成流速101极大的山洪108；即使在山体106表面修整成具有水平槽沟201的水平阶梯203，虽能延缓山洪暴发的时间，但山体受过量地表雨水和山体长时间浸泡，仍然会暴发水流202叠加流动的山洪108、或泥石流和山体滑坡自然灾害。山洪在山谷、小溪小河集结并汇集于大江大河，形成流入大海的涛涛洪水；往往汛期过后便是慢长的干旱期，尤其是徒坡和斜坡山体及旱地因汛期没有留存雨水而变成无水源之地，即使山下或其附近建有水库，也难以解决山上的种植和扑灭日益增长的无消防通道的森林火灾的需要，使当地的山地、雨水资源和生物质可再生能源的微观配置极差，山地稀缺性的资源和财富没有释放出来。

为解决上述技术问题，按照“顺雨水之性有为而藏，时空分布重新安排”的治水理念，因地制宜，采取最直接最简单的方法，在每一水系流域每一集雨山区，汛期易暴发山洪的集雨山体表面，和在要为山区无水源的山林种植、山林灭火和山区旱地耕作直接储存所需雨水资源的山体表面，设置山体雨水收集装置。包括：通过划分任何坡度的复杂山体表面成许多倾斜的环带面元或倾斜带面元，并相应设置螺旋形或倾斜形的排水槽沟306，收集相应山体面元的过量地表雨水，并全部或部分储存在相应的蓄水池301里的山体螺旋槽沟或倾斜槽沟雨水收集装置；在斜坡坡度较大的和较小的山体表面分别设置的斜坡山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置，和斜坡山体螺旋梯田或倾斜梯田雨水收集装置；在集雨山区无水源的水平梯田或倾斜梯田的旱地设置的旱地倾斜槽沟雨水收集装置。

上述排水槽沟306如图3至图6所示，其形状呈近似螺旋形或倾斜形；直接设置在各种坡度山体表面的螺旋环带面元上或倾斜带面元上和每一块旱地面元内侧，或设置在具有小内侧倾角307的螺旋阶梯或倾斜阶梯面元、小内侧倾角307的螺旋梯田或倾斜梯田面元的内侧；用钢筋混凝土制成永久性的结构。排水槽沟306的两侧或通过加强筋板相互连结，两侧上端呈上下阶梯状，并在其上搁置并紧固有由滤网、歩高隔栅盖板和步宽隔栅盖板组成的隔栅阶梯308；或采用屋顶瓦片叠加镶坎方式，把用钢筋混凝土预制成具有排水槽沟形状“U”的构件，通过水泥混凝土镶坎在预挖并铺有底座的槽沟里，并在其两侧上端铺设并固定隔栅阶梯308；或采用预制具有隔栅阶梯308的钢筋混凝土管道构件，通过具有隔栅阶梯308的连接管铺设在预挖的排水槽沟里。在排水槽沟306里，间断地设置具有滤网盖板的起过滤地表雨水中细小沙粒及其它杂质作用的过滤凹坑；或设主次排水槽沟306并它们之间通过地下管道和控制阀门相互连通，而构成山体表面过量雨水的排水、蓄水和供水的通道网。排水槽沟306还起构成四通八达的山林经营和消防通道、滤去山体表面过量地表雨水中夹带的残支树叶和沙石、防止野生动及蚊虫进入作巢繁殖而带来疾病传播的作用。汛期各种集雨山体表面每一面元302、303、304及401、402、403和504、503、506上的过量地表雨水都分别流入相应的排水槽沟306里，全部或部分收集储存在相应的蓄水池301里，超出的地表雨水顺着相应的排水槽沟306流向排水槽沟末端出水口606，或通过通道网向下流入相鄰或其它排水槽沟306和其它蓄水池301里，流入相应的具有上下阶梯608的阶梯排水槽沟607，通过具有由不锈钢丝滤网604和带孔隔板603组成的集水过滤装置605和出水管602，储存在当地的水池里，或储存在设在地下的储存水资源不变质的水库里，或流入当地小溪小河里。

上述的蓄水池301如图7和图8所示，用防水的钢筋混凝土或不生锈的金属材料或防火非金属材料制成永久性结构，横截面呈方形或园形，其内部或设置有加强筋板715；其上端隔板714的上腔里设置有由进水管709、不锈钢丝滤网708和涡槽712组成的过滤装置，从相应的排水槽沟306或管道流入的地表雨水中所含泥沙、碎石及其它的杂质711被阻隔在涡槽712里；进水管709还用作蓄水池301的维修通道；在蓄水池301的上边缘处设置有带盖板707的抽水孔705，或便于抽水扑灭当地森林大火；蓄水池301底端设置有排污阀717，用作排除淤泥701，或用作山林滴灌种植的供水，或用作在大汛前排空蓄水池高度703全部蓄水；在蓄水池301汛限水位702的高度位置设置有放水阀716，起汛后或暴雨前向外调走汛限水位以上蓄水704，或为当地山体的地下水渗透装置提供较清洁水源的作用。

上述地下水渗透装置如图9所示，是一种通过水的重力或水泵的压力把清洁水渗透到山体里或其它土地里，增加山体或其它土地的地下水储量，或增加山体流出泉水量或矿泉水量的一种装置；由获得清洁水的水池909和把清洁水渗透到山体里的渗透装置934组成。水池909或部分装在山体106里，其顶端设置有盖板912并用紧固件911紧固，其水源来自蓄水池301或其它清洁水源，通过装在水池盖板912上的进水管913、进水阀914和进水自动控制装置915，流入水池909的上水腔910。上水腔910的上端设置有通气溢水管917，其下端的凸台906上设置有带许多小孔903的横隔板902，其上铺设有由细滤网901、细石922和细沙921组成的起精滤作用的细滤装置907。在紧贴细沙921上设置有排污装置908，由排污管920、两端密封的园管923和一端封闭的且钻有许多小孔的一排园管918焊接而成，起全开排污阀925，通过排污管920和管道，使上水腔910泄水排除淤泥919的作用。储存在水池909下水腔905的清洁水，通过阀门927、929和管道928及进水自动控制装置930，靠重力或水泵压力注入由不锈钢管制成并上端紧压装在山体钻孔或地下钻孔中的套管932和滤芯941组成的渗透装置934。在套管932上设置有带许多小孔933的环形槽935，起增加清洁水与山体钻孔904或地下钻孔的接触渗透面积的作用。滤芯941由焊接有不锈钢丝滤网940的，上端部分钻有许多小孔并其下端装有螺塞937的并焊接在上座942的不锈钢管939组成，起使外来杂质938沉积在下端，避免进入环形槽935堵塞小孔933的作用。

山体雨水收集装置的具体实施和建设，可获得很好的效果：能有效抑制或消减每一水系每一集雨山区每年汛期引发的山洪、山体滑坡、泥石流及江河洪水泛滥等自然灾害；为当地山区的山林种植和养殖、旱地耕作和森林灭火直接储存所需雨水资源约几千亿立方米，并使当地的山地、雨水资源和生物质可再生能源有最佳的微观配置，不“靠天吃饭”；为当地山区居民直接提供山体流出泉水或矿泉水的饮用水；使原来11亿多亩无水源的旱地变成自备雨水资源的优质耕地；新增约18.7亿亩无水源的山地变成自备雨水资源的优质经济林地这一稀缺的资源和财富；利用山区的山地的耕地和种植林地的地势，易实现由排水槽沟、蓄水池和地下管道组成的智能化的滴灌种植和森林防火灭火***，为发展当地的具有竞争力的特色经济创造最好条件；实现作为经营山区的主体的农民当地就业，并集中居住在具有大城市所具有的一切高端服务业的现代化农村小城镇，成为该城镇的居民，和该山区的经营和管理者，并专门从事有机生态循环的高端种植业和养殖业及其加工服务业、生物质能源和木材加工业及其服务业，从而实现山区的农业“高质高效”、乡村“宜居宜业”、农民“富裕富足”。

平原耕地雨水收集装置的具体实施方式

每一水系流域江河沿江平原耕地是我国主要产粮区，每年汛期因受极端天气的暴雨或大暴雨或长期间下大雨或江河缺堤泛滥而易涝，汛期过后也易旱，当地农业生产也极不稳定，平原耕地与其水资源的配置也不佳。为解决这一技术问题，采取在当地设置平原耕地雨水收集装置。其具体实施方式如图10至图13所示。用钢筋混凝土制成的高出当地河流洪水最高水位约1.5米至3米的纵向公路1009和横向公路1005大堤，把平原耕地网格式分割成许多极大面积的单元耕地1014。每单元耕地雨水收集装置由设置在横向公路1005两旁，用于收集单元耕地1014表面过量地表雨水的排水槽沟1004、耕地里的垄沟、设置在横向公路1005下方并用于储存单元耕地1014过量地表雨水的蓄水池1007、设置在排水槽沟1004底部的排水阀1003和设置在蓄水池1007里并从隔墙孔1101放入的汘水泵1006组成，或还设置有为水田或魚塘排除过量雨水并兼作放入汘水泵1006的隔墙孔1201和防止水田或鱼塘养鱼逃走的不锈钢丝网1202。在直通江边沿江大道1002的纵向公路1009下方设有管廊1010，其中铺设有从江河1018直通平原耕地边缘丘陵地带的，并具有维修用的边门盖1013的进排水总管1015，其进水口1017设置在当地江河1018处于最小生态流量状态下河面下方位置，由闸阀1016控制；在横向公路1005下方设置有与进排水总管1015连接并受阀门1012控制的进排水支管1011，设置有与进排水总管1015连接并受蓄水池进排水阀1008控制的蓄水池进排水管1301，构成平原耕地的进排水管网。把开挖蓄水池1007、管廊1010、水文化生活设施及水乡式小运河的土石方堆积在靠近沿江大道1002的耕地里，筑成离耕地表面5米以上的高台式的，正面有江河和“江滩公园”1001，而背面有“假山”的依山傍水的适合当地农村居民集中居住的现代化小城镇。上述具体实施，不但能消除江河沿岸平原耕地的水旱灾害，汛期储存平原耕地过量地表雨水，并为当地江河分洪，干旱期为当地平原耕地直接提供所需雨水资源和江河水资源，使当地的水资源与耕地有最佳微观配置；而且易形成农村沿江小城镇经济带，实现农村当地城镇化，消除当地城乡差别。

大漠戈壁和干旱大草原雨水收集装置的具体实施方式

恢复我国称之为地球上的“死地”、“瘌痢”和“头皮癣”的大漠戈壁和改善干旱大草原的绿色生态环境，已具备了如下所述的必须的客观条件和充分的主观条件。必须的客观条件有三，一是土地十分辽阔，我国西北的大漠戈壁和干旱大草原的面积分别约有130.8万平方公里和20万平方公里。二是每年可获得巨量可再生清洁能源的太阳能光伏和风能发电量，当地处于北纬38度至42度，太阳高度角较大，日照时间长，太阳辐射特别丰富，每年太阳辐射量每平方厘米140大卡以上；若太阳能光伏电池板面元有效复盖面积仅为上述大漠戈壁面积的30％，并光伏电池发电平均有效效率为10％，则辽阔的大漠戈壁和干旱大草原，每年可获得16万亿千瓦时以上的光伏发电量。三是每年能收集巨量雨水资源，当地夏天雨季十分短暂，年降雨量200mm以下，有的地区极度干旱，年降雨量只有50mm，而白天温度特高，年蒸发量1000mm以上，气候特别干燥，就连有些细菌和病毒都难以存活，生态一片荒芜，沙尘暴天气濒濒发生，环境特别恶劣；虽然如此，人们若能采取工程方法，把如此辽阔的大漠戈壁和干旱大草原这些浠薄而珍贵如黄金的雨水高效率地收集在一起，就成巨量的雨水资源并保存好利用好，将给辽阔的大漠戈壁和干旱大草原带来生机勃勃的翻天覆地变化。充分的主观条件主要有四，一是高效收集雨水资源，采用本发朋的大漠戈壁雨水收集装置和干旱大草原雨水收集装置，利用当地温室种植大棚屋顶上的光伏电池板面元和阳光玻璃板面元高效收集当地雨水资源，并通过排水槽沟、水泵和管道，把收集的雨水集中送到单元小城镇特区的蓄水池里，经处理后储存到水库里。二是储存好雨水资源，采用本发明的使储存雨水资源不变质的水库，把每年经蓄水池处理后较清洁的雨水资源及时储存到水库里，进行内循环清洁置换流动，保其不变质。三是节约好用水，采用本发明的具有毛细管现象的自动灌溉和节水的吸灌装置的吸灌种植技术，或连同滴灌技术，就能很好地在温室种植大棚里或戈壁沙漠地里种植沙漠特有的作物。四是利用好雨水资源，采用“生活及水文化和农产品加工业用水在先，温室大棚作物种植和花卉绿化种植用水在后”的生态循环用水方式。

在上述条件下通过定量计算，证明其可行：面积900平方公里的以单元小城镇为中心的四周具有八个100平方公里的单元雨水收集装置所收集的雨水，并储存在蓄水池和储存水资源不变质的水库里，每年达到平均约7000万立方米，平均容纳人口约35万；180.5万平方公里的大漠戈壁和干旱大草原约有168个上述单元小城镇特区，每年收集雨水总量的平均值约117.6亿立方米，相当我国中线调水量130亿立方米的90％，单元小城镇特区群的总人口约5880万。

从上可知，正因为具有150.8万平方公里如此辽阔的一片荒芜的大漠戈壁和干旱大草原，才能使当地的太阳能光伏和风力发电的可再生清洁能源、土地资源和雨水资源的微观配置堪称完美：当地温室种植大棚屋顶上的光伏电池板面元的面积所占比例，在满足当地和全国需要清洁能源的前提下可大大缩小，而阳光玻璃板面元的面积所占比例可大大扩大，让充足的阳光透进温室种植大棚里的种地，满足作物生长的需要而被利用，并大量吸收二氧化碳；屋顶上面元每年高效收集的雨水资源，不但能满足单元小城镇居民生活及水文化和工业生产的需要，又能满足作物生长和绿化的需要。在这种条件下，恢复大漠戈壁和改善干旱大草原的绿色生态环境，就成为可能。

具体实施方式，如图14、图15和图16所示，“要富先修路”，由网格式的纵横交通公路1403分割大漠戈壁成许多以单元小城镇1402为中心，并构成其周围具有若干个大面积单元大漠戈壁的大漠戈壁经济特区，专门从事太阳能光伏和风能发电、温室种植大棚的高端沙漠种植业及加工业和服务业，和分割干旱大草原成许多以单元小城镇1402为中心，并构成其周围具有若干个大面积单元干旱大草原的干旱大草原经济特区，专门从事太阳能光伏和风能发电、温室种植大棚的高端牧业饲料种植及其加工服务业。每一单元大漠戈壁雨水收集装置和每一单元干旱大草原雨水收集装置，由设置在如图15所示的温室种植大棚1502的金属桁架1505朝南坐北半边盖的屋顶上的，用于太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板1411面元和收集雨水的稍微倾斜的阳光玻璃板1410面元、排水槽沟1408、与阳光玻璃板1410齐平，便于配有充电桩1511的除尘除雪机器人1507正常运行的隔栅滤网1506、排水口1407、下水管道1503、地下管道1412、地下总排水管1414、进水管道1415和储存雨水的蓄水池1416及储存水资源不变质的水库1417组成。或如图16所示的，由已有的或设置在斜坡山体上固定的或受太阳光缐1606照射的太阳跟踪装置1607控制的并随支承在金属支架1603上随旋转轴1604转动的金属桁架1605上装有太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板1411面元、设在其下端的排水槽沟1408、排水口1407、下水金属软管1608、地下管道1601、蓄水池1416和储存水资源不变质的水库1417组成。每一单元小城镇1402还设置有自来水厂1418、居民生活及水文化设施建筑和农产品加工厂1405、污水池及污水处理厂1404。污水经无害化处理并符合标准的二次水资源，通过地下管网用于具有自动灌溉和节水的吸灌装置的或配置有植物灯1504的温室种植大棚1502的作物种植、单元小城镇1402建筑及交通公路1403两旁的花器1409的绿化种植、和养殖场的生活在地下的动物养殖。

上述吸灌装置是一种具有毛细管现象的自动灌溉和节约用水的吸灌的装置，用于如图17和图18所示的外形似花瓶式的吸灌种植装置和如图19和图20所示的外形似箱式的吸灌种植装置，它们的腔体为整体式；用于如图23所示的吸灌养殖装置，它的腔体为分体式。从上述示图可知，吸灌种植装置由吸灌装置、栽有植株1718、1916的上腔体容器1716、1914、储存有靠下雨所收集的雨水或注水作为植株1718、1916较长时期生长所需水源的下腔体容器1704、1903，或靠天然的或人工的水体作为植株1718、1916长时期生长所需水源的下方水体组成。吸灌养殖装置由吸灌装置、养殖有生活在地下的动物，如蚯蚓等，的上腔体容器2306、储有靠注水为所养动物较长时期生长所需水源的下腔体容器2303组成。吸灌装置由装在托板1708、1906、2304上并伸入下腔体容器1704、1903、2303水源底端或伸入下方水体的套管1705、1904、2302和装在套管内的用具有毛细管现象的无污染材料制成的或套有软弹簧1732、1927、2326并伸入上腔体容器土壤1719、1917、2313的为植株1718、1916或动物生长提供所需水分的吸灌元件1711、1909、2305组成。在吸灌养殖装置的盖板2309上设置有通气小孔、上腔体容器2306的温控器2310和动物食料2312的投放装置2308；土壤1719、1917、2313的水分含量始终保持植株或动物生长的需要，虽然随植株生长的蒸腾和土壤表面蒸发速度加快而减少，但吸灌元件1711、1909、2305材料的毛细管现象的供水速度自动增加，并且随吸灌元件的数量增多、直径的增大、伸入土壤的长度加长、在下腔体容器中的高度变矮和套管1705、1904、2302内壁面浸润能力的增强而增加，吸灌元件就像植株伸入水源中的根。起免除对上腔体容器所栽植株1718、1916或动物浇水，避免植株或动物因故不及时浇水而受旱枯死的作用。又因吸灌种植装置能放置或固定在任何地面上或地面下，固定在屋顶上、楼房外墙的横梁和立柱上、杆件上或吊在空中，能与城市建筑的屋顶、阳台和外墙的设计融成一体，能镶嵌在石头山里或设置在水面上，因此能获得广泛应用于大漠戈壁、干旱大草原及其它土地和各种种植大棚的作物种植，美化室内环境和净化室内空气的花卉种植，城市森林化的绿化种植，街道及交通公路两旁、城镇和农村及其建筑、海岛、石头山、花坛、假山、陵园、和其它地面及水面上的花卉及其它绿化种植。吸灌种植装置的上腔体和下腔体用钢筋混凝土、或塑料、或金属、或玻璃、或陶瓷、或石材、或木材制成。吸灌装置中的套管1705、1904、2302，起吸灌元件1711、1909、2305的支承、定位、保护和在下腔体容器中产生不必要的水分蒸发的作用。或在套管2302的顶端设置有防土壤进入套管内的弹性密封圈2314。其中的软弹簧1732、1927、2326，起保护吸灌元件1711、1909、2305不被摺迭挤压损坏的作用。浸在水源最低水位1725、1923、2317的套管底端管口是封闭的，并其中的上段设置有许多进水孔1702、1902、2319，或装有滤网1733、1928、2325，避免沉积在水源底部的淤泥和杂质1729、1924、2318进入相应的套管1705、1904、2302而堵塞相应的吸灌元件1711、1909、2305。在下腔体1723、1921、2301中或设置有保持水源最高水位1724、1922、2316的，帶有防蚊虫进入水源繁殖的滤网，或带有防水源蒸发的自动控制单向阀的通气溢水孔1920或溢水孔2315或溢水口1706下的溢水管1703。放在室内的吸灌种植装置设置有接水盆1701；放在室外的设置有集雨盆1715。在上腔体容器1716、1914、2306中装有适合植株1718、1916或动物生长所需的各种土壤1719、1917、2313，或无土的沙石，或无土的被粉碎的有机植物纤维或无污染的化学纤维或泡沫塑料，或它们的混合物，或无土的伸入上腔体容器的吸灌元件本身。在吸灌种植装置的土壤1719、1917的表面上，或铺一层带透气小孔的塑料薄膜和覆盖有杂草再铺压有小鹅卵石或小水泥球、或铺压有外层包有不吸水泡沫塑料的小水泥球1717、1915，或下层铺有不吸水的泡沫塑料球而其上铺压有小鹅卵石或小水泥球，或在小鹅卵石或小水泥球上再加固一层不锈钢丝网，起植株、土壤和小鹅卵石或小水泥球不被强风刮走并伤害行人，保温透气和防晒减少水分蒸发，遇到暴雨或特大暴雨时使土壤与水分开，并使土壤表面过量雨水通过带滤网1731、1913的排水槽沟1713、1912和通气下水管1712或下水管1911流入下腔体容器1704、1903作为水源的作用。在上腔体容器中，或设置有与上腔体1918连成一体的交叉横梁1910，或与上腔体1721连成一体的交叉不锈钢条1727，起使植株1718、1916的根系交叉扎根于土壤1719、1917中的交叉横梁1910或交叉不锈钢条1727，防止植株1718、1916被强风吹倒。植株1718、1916生长所需营养元素由混在土壤1719、1917中的肥料颗粒，或分散注入土壤1719、1917中的营养液，或从通气下水管1712或下水管1911投入下腔体容器水源中的肥料颗粒或营养液提供；动物生长所需营养元素由混在土壤中或投放在土壤表面的动物食料2312；在托板1708、1906、2304上，设置有许多使土壤1719、1917、2313透气透水作用的通气孔1722、1919、2323，或设置有伸出土壤1719、1917表面或伸出盖板2309表面的带有网罩和水位指示器的透气注水管1728、1926、2311。在托板1708、1906、2304上铺设有滤网1709、1907、2322，或铺设有由滤网1709、1907、2322、沙石1710、1908、2321和不锈钢丝网1730、1925、2320组成的过滤装置，起保持水源清洁和避免土壤与沙石混合的作用。吸灌种植装置和吸灌养殖装置的腔体可分为整体式和分开式，分开式的上腔体容器由上腔体1721、1918、2307和托板1708、1906、2304组成连体，相应镶坎并固定在下腔体1723、1921、2301凸缘1707、1905、2324的内止口中，或相应放置在下腔体1723托架构件1726上，或相应放置在下腔体1921的支柱交叉横梁1901上，或相应旋扣在下腔体凸缘外螺纹或凸缘内螺纹中。或上腔体容器为组合式，或下腔体容器为组合式，适应种植装置和养殖装置的需要。与所栽植株相匹配的具有吸灌种植装置的花器各种外形结构及表面修饰，或与其透明下腔体容器内表面修饰及其中套管的各种外形结构及其表面修饰，使花器更具有适用性、更强烈的观尝性和艺术性。

上述储存水资源不变质的水库1417，是一种具有楼层房屋结构，并每层每排设有储水艙室2129，分别储存有水资源，在任何工况下，从上到下依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置2137产生的清洁水，置换流动而确保储水不变质的楼层方艙水库；或是一种平面结构，并每排设置有许多相互连通的具有导流口的储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从始到终依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的平面方艙水库。楼层方艙水库或设置在地下2124，由水库本体、具有不同作用的各种管道和各种阀门、内循环水泵，或和内循环净水装置组成。水库本体由地基2132、立柱2203、横梁2204、楼板2128、外墙2127、内隔墙2126，2205、楼顶2133、公共走道2113、上下楼梯、电梯通道和绿化台2116组成，用钢筋混凝土整体浇注而成，并构成多层多排储水艙室2129；或水库本体由预制好的集装箱储水艙室组装而成，或组装在基础架上而成；在每层纵向内隔墙2126和公共走道两侧隔墙2115的下端都装设有向内开的边门盖2111，起建筑和维修通道的作用；除外墙2127和横向内隔墙2205外，每层每排储水艙室2129贴近顶面的纵向内隔墙2126都设置有通气孔2119，公共走道两侧隔墙2115上端的通气孔2119与通气溢水支管2109、通气溢水管2110、空气滤清装置2117及通气出水管2101连通，使每层每排储水艙室2129的顶部都有一层与外界大气相通的空气室，使每层外墙2127和公共走道两侧隔墙2115底部及楼板2128的最大水压只有本层储水艙室2129储水高度的水压2130，极大减轻水库外墙2127和公共走道两侧隔墙2115的水压负荷，起水库无毁库风险，并免除水电站高水压2131大埧式的外墙结构，使楼层方艙水库1417的本体结构变成安全的便于建造的房屋整体框架建筑结构的作用。每层每排储水艙室2129的纵向内隔墙2126都相应开设有导流口2120、2125，并在每层每排的储水艙室2129的外墙2127和公共走道两侧隔墙2115，上下交叉设置有下水管2114，其下水口2118位于通气孔2119的下方位置，起从进水总管2121和各排进水管2123流入相应储水艙室2129较清洁的水，依次在每层每排储水艙室2129顺畅置換流动，使所储水资源不变质，并通过出水阀2104、出水支管2103、出水管2102、通气出水管2101和控制阀2135向自来水厂1418供水的作用。在每层公共走道两侧隔墙2115的底端都设置有放水阀2108、放水支管2107、放水总管2106和与通气出水管2101相通的放水管2105，起关闭某层某排进水阀2122并打开相应放水阀2108，放干该储水艙室2129的储水，便于清理淤泥和维修的作用。在每层每排储水艙室2129的公共走道两侧隔墙2115的下端与对应相鄰下层顶端的空气室之间设置有受连通阀2201控制的连通管2206，起关闭进水总管2121的进水阀2202仃止供水时，可依次打开相应的连通阀2201，使楼层方艙水库的储水仍保持置换流动并持续向自来水厂1418供水。或在底层公共走道的下方走道里，设置有如图21所示的起水库内循环置换流动作用的内循环置换装置，由与通气出水管2101相连的水泵进水管2142、控制阀2141、循环水泵2138、循环水管2139、阀门2140、进水总管2121、进水阀门2122和进水管2123组成；或设置有内循环净水装置2137，其进水口通过回水阀2136和回水管2134与通气出水管2101相连，其出水口通过管道和控制阀2143与水泵进水管2142相连，起净化水参加内循环置換流动，使水库储水越来越清洁的作用。楼层方艙水库和平面方艙水库及按它们工作原理和类似结构而制成的各种储存水资源不变质的容器装置，能广泛应用于需要储存一定量水资源不变质的各用户。

大漠戈壁雨水收集装置和干旱大草原雨水收集装置的具体实施和建设，能获得很好的效果：消除沙尘暴；每年雨季，在大漠戈壁和干旱大草原经济特区群共获得约117.6亿立方米雨水资源，可供约5880万人口的单元小城镇群居民生活及水文化、工农业生产和环境绿化所需用水；每年可获得极大丰富的太阳能光伏发电量约16万亿千瓦时以上，是我国年总发电量7.1111万亿千瓦时的2.25倍；能降低当地的地表温度和空气温度，提高相对湿度，夏天雨季可能有效诱导印度洋海洋暖湿气流纵深流入并沉降在塔克拉玛干沙漠单元小城镇经济特区群，并有效诱导东南海洋暖湿气流纵深流入大漠戈壁经济特区群和干旱大草原经济特区群，而增加降雨量，使干旱和极度干旱的大漠戈壁恢复成半干旱或半湿润的适合人类居住的绿色生态环境，并新增自备雨水资源的温室大棚的作物种植地约18亿亩；大大改善干旱大草原的绿色生态环境，并新增自备雨水资源的温室大棚的饲料种植基地约2.6亿亩，为国家大大增加稀缺的可种土地资源和财富；并为未来开发大漠戈壁和干旱大草原地下蕴藏极为丰的矿产资源创造良好的条件。

经济和社会效益及意义

1.有效抑制和消减自然灾害，恢复和改善生态环境：能有效抑制或消减集雨山区每年汛期引发的山洪、山体滑坡和泥石流及江河洪水泛滥等自然灾害，和每年干旱期引发旱地的旱灾和山地的森林火灾；能有效消除江河沿江平原耕地的水旱灾害，并为当地江河洪水分洪；能彻底地恢复我国西北约130.8万平方公里大漠戈壁和改善约20万平方公里干旱大草原的绿色生态环境，消除沙尘暴。

2.为国家极大地增加上述具有自备雨水资源的可耕种土地的稀缺资源和财富。使我国可耕种土地面积由人均只有1.36亩的匮乏，变成人均约有4亩的比较富裕；使我国可用水资源量由人年均只有约423立方米的“贫乏”，上升到人年均约有780立方米的“脱贫”；若同时实现用于水利的方艙水库，每年汛期储存洪水资源量约有2万亿立方米，再加上原有水库储存洪水约6千亿立方米，则我国每年可用水资源量达到约3.1万亿立方米，人年均可用水资源量上升到2060立方米的“富裕”(美国人年均约有1730立方米)。有了较充裕的可耕种土地资源、富裕的可用水资源和富裕的可再生清洁能源，我国就能自己生产出极大丰富的粮食及其它农副产品，满足人民各尽所需的美好生活的需要，就能由农业大国变成农业强国。

3.可再生清洁能源极大地丰富 用于水利的山体雨水收集装置的实施建设，可获得巨量的生物质可再生能源；用于水利的大漠戈壁雨水收集装置和干旱大草原雨水收集装置的实施建设，可获得约16万亿千瓦时以上的太阳能光伏发电量，为实现碳中和及碳零排放作巨大贡献，并为国防的激光装置和電磁装置提供了强大的电力支撑。

4.消除城乡差别 在上述用于水利的雨水收集装置的实施建设中，在对土地资源的开发和对现有耕种土地资源的升级改造的同时，就形成了农村就地城市化的农村小城镇经济区或农村小城镇经济带，实现农业“高质高效”、乡村“宜居宜业”和农民“富裕富足”，消除城乡差别。

5.上述用于水利的雨水收集装置的实施建设，能够带动与其相关的上中下游产业链的发展和上亿人就业，促进我国经济和社会永续发展和国内国际经济大循环。

6.与传统的花器相比，具有更独特魅力的吸灌种植装置的花器必将成为我国和世界最具活力的产业之一。

Claims (8)

1.一种用于水利的雨水收集装置，其特征在于：是一种在每一水系流域每一集雨山区，汛期易暴发山洪的集雨山体表面，和在为山区无水源的山林种植、山林灭火和旱地耕作直接储存所需雨水资源的集雨山体表面，相应被划分成许多呈近似螺旋环带面元或倾斜带面元，或并在其上建成具有使过量地表雨水不外流的小内侧倾角的近似螺旋阶梯或倾斜阶梯面元，或螺旋梯田或倾斜梯田面元，设置有收集相应面元过量地表雨水的排水槽沟和全部或部分储存该面元过量地表雨水的蓄水池的山体雨水收集装置；包括分别设置在不同坡度集雨山体表面的螺旋槽沟或倾斜槽沟雨水收集装置，或分别设置在不同坡度集雨山体表面的徒坡山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置、斜坡山体螺旋阶梯或倾斜阶梯雨水收集装置、和斜坡山体螺旋梯田或倾斜梯田雨水收集装置；设置在集雨山区无水源的水平梯田或倾斜梯田面元的旱地倾斜槽沟雨水收集装置；起有效抑制或消减每一水系流域每一集雨山区，每年汛期的山洪、江河洪水泛滥、山体滑坡、泥石流自然灾害，并为山林种植、山林灭火及旱地耕作直接储存所需雨水资源，使当地的可种山地、雨水资源和生物质可再生能源有最佳微观配置。

2.按照权利要求1所述的排水槽沟，其特征在于：其形状呈近似螺旋形或倾斜形；直接设置在各种坡度山体表面的螺旋环带面元上或倾斜带面元上和每一块旱地面元的内侧，或设置在具有小内侧倾角的螺旋阶梯或倾斜阶梯、小内侧倾角的螺旋梯田或倾斜梯田的内侧；用钢筋混凝土制成永久性的结构；排水槽沟两侧或通过加强筋板相互连结，两侧上端呈上下阶梯状，并在其上铺设并紧固由具有滤网的步高隔栅盖板和步宽隔栅盖板组成的隔栅阶梯；或采用屋顶瓦片叠加镶坎方式，把用钢筋混凝土预制成具有排水槽沟形状“U”的构件，通过水泥混凝土镶坎在预挖并铺有底座的槽沟里，并在其两侧上端铺设并固定隔栅阶梯；或采用预制具有隔栅阶梯的钢筋混凝土管道构件，通过具有隔栅阶梯的连接管铺设在预挖排水槽沟里；在排水槽沟里，间断地设置具有滤网盖板的起过滤地表雨水中细小沙粒及其它杂质作用的过滤凹坑；或设有主次排水槽沟并它们之间通过地下管道和控制阀门相互连通，而构成山体表面过量雨水的排水、蓄水和供水的通道网；排水槽沟还起山林的经营和消防通道、滤去过量地表雨水中夹带的残支树叶和沙石、防止野生动及蚊虫进入作巢繁殖而带来的疾病传播的作用；汛期各个集雨山体每一面元上的过量地表雨水都分别收集并流入相应的排水槽沟里，全部或部分储存在相应的蓄水池里，超出的地表雨水顺着相应的排水槽沟流向排水槽沟末端出水口，或通过通道网向下流入相鄰或其它排水槽沟和其它蓄水池里，进入相应的具有上下阶梯的阶梯排水槽沟，通过具有由不锈钢丝滤网和带孔隔板组成的集水过滤装置和出水管，储存在当地的水池或储存水资源不变质的水库里，或流入当地小溪小河里。

3.按照权利要求1和权利要求2所述的蓄水池，其特征在于：采用防水钢筋混凝土或不生锈的金属材料或防火非金属材料制成永久性结构；横截面呈方形或园形，其内部或设置有加强筋板；其上端隔板的上腔里设置有由进水管、不锈钢丝滤网和涡槽组成的过滤装置，从相应的排水槽沟或管道流入的地表雨水中所含泥沙及其它杂质被阻隔在涡槽里；进水管还用作蓄水池的维修通道；在蓄水池的上边缘处设置有带盖板的抽水孔，或便于抽水扑灭森林大火；蓄水池底端设置有排污阀，用作排除淤泥或用作山林滴灌种植的供水，或用作在大汛前排空蓄水池高度全部蓄水；在蓄水池汛限水位的高度位置设置有放水阀，起汛后或暴雨前向外调走汛限水位以上蓄水，或为增加当地山体地下水储量、或流出的泉水量或流出的矿泉水量的地下水渗透装置提供清洁水源的作用。

4.按照权利要求3所述的地下水渗透装置，其特征在于：是一种通过水的重力或水泵的压力把清洁水渗透到山体里或其它土地里，增加山体或其它土地地下水储量，或增加山体流出泉水量，或增加山体流出矿泉水量的一种装置；由获得清洁水的水池和把清洁水渗透到山体里或其它土地里的渗透装置组成；水池的水源来自蓄水池或来自其它水源，通过装在水池盖板上的进水管、进水阀和进水自动控制装置，流入水池的上水腔；其上端设置有通气溢水管，其下端的凸台上设置有带许多小孔的横隔板，其上铺设有由细滤网、细石和细沙组成的起精滤作用的细滤装置；在紧贴细沙上设置有排污装置，由排污管、两端密封的园管和一端封闭的且钻有许多小孔的一排园管焊接而成，起全开排污阀，通过排污管和管道，使上水腔泄水排除淤泥的作用；储存在水池下水腔的清洁水，通过阀门和管道及进水自动控制装置，靠水的重力或水泵压力注入由不锈钢管制成并上端紧压装在山体或地面的钻孔中的套管和滤芯组成的渗透装置；在套管上设置有带许多小孔的环形槽，起增加清洁水与山体钻孔或地下钻孔的接触渗透面积的作用；滤芯由焊接有不锈钢丝滤网的，上段部分钻有许多小孔并其下端装有螺塞的并焊接在上座的不锈钢管组成，起使外来杂质沉积在其下端，避免杂质进入环形槽堵塞小孔的作用。

5.一种用于水利的雨水收集装置，其特征在于：是一种设置在每一水系流域江河沿江平原地区，每年汛期易涝，汛期过后易旱的平原耕地的平原耕地雨水收集装置，起消除江河沿江平原耕地的水旱灾害，汛期储存平原耕地过量地表雨水，并为当地江河分洪，干旱期为当地平原耕地直接提供所需雨水资源和当地江河水资源，使平原耕地与其水资源有最佳微观配置的作用；在平原耕地雨水收集装置中，用钢筋混凝土制成的高出当地河流洪水最高水位约1.5米至3米高的纵向公路和横向公路大堤，把平原耕地分割成许多大面积的单元耕地；每单元耕地雨水收集装置由设置在横向公路两旁用于收集单元耕地表面过量地表雨水的排水槽沟、耕地里的垄沟、设置在横向公路下方并用于储存单元耕地过量地表雨水的蓄水池、设置在排水槽沟底部的排水阀和设置在蓄水池里并从隔墙孔放入的汘水泵组成，或设置有为水田或魚塘排除过量雨水并兼作放入汘水泵的隔墙孔和防止水田或鱼塘养鱼逃走的不锈钢丝网；在直通江边沿江大道的纵向公路下方设有管廊，其中铺设有从江河直通平原耕地边缘丘陵地带的，并具有维修用的边门盖的进排水总管，其进水口设置在当地江河处于最小生态流量状态河面下方位置，由闸阀控制，在横向公路下方设置有与进排水总管连接并受阀门控制的进排水支管，设置有与进排水总管连接并受蓄水池进排水阀控制的蓄水池进排水管，构成平原耕地的进排水管网；把开挖蓄水池、管廊、水文化生活设施及水乡式小河道的土石方，或还从鄰近丘陵搬来的土石方，堆积在靠近沿江大道某单元耕地里，筑成具有假山的高台式的适合当地农民集中居住的现代化小城镇。

6.一种用于水利的雨水收集装置，其特征在于：是一种设置在我国西北大漠戈壁的大漠戈壁雨水收集装置，和设置在无水源干旱大草原的干旱大草原雨水收集装置；起每年汛期收集当地几乎全部雨水资源和冬天雪水资源，并相应集中储存在当地的单元小城镇特区的蓄水池和储存水资源不变质的水库里，满足当地居民生活及水文化、工农业生产和绿化环境的需要，使当地的土地、雨水资源和太阳能光伏和风能发电的可再生清洁能源有最佳配置，从而恢复或改善当地绿色生态环境的作用；由网格式的纵横交通公路，分别分割大漠戈壁和干旱大草原成许多以单元小城镇为中心，并构成其周围具有若干个大面积单元的大漠戈壁小城镇特区和干旱大草原小城镇特区，专门从事太阳能光伏和风能发电及高端沙漠种植业和加工服务业，和专门从事太阳能光伏和风能发电及高端牧业和其加工服务业；每一单元大漠戈壁雨水收集装置和每一单元干旱大草原雨水收集装置，由设置在温室种植大棚的金属桁架屋顶上的用于太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元和稍微倾斜的阳光玻璃板面元、或设置在受太阳光缐照射的太阳跟踪装置控制的并随支承在金属支架上随旋转轴转动的金属桁架上的太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元和或设置在山体或地面上的金属桁架上的太阳能光伏发电和收集雨水的太阳能光伏电池板面元、相应的排水槽沟、排水口、下水管道或下水金属软管和地下管道、设置在单元小城镇储存雨水的蓄水池及储存水资源不变质的水库组成；在温室种植大棚屋顶上的排水槽沟上设置有与阳光玻璃板平齐的隔栅滤网，便于配有充电桩的除尘除雪机器人正常运行；每一单元小城镇还设置有自来水厂、居民生活及水文化的建筑设施和农产品加工厂、污水池及污水处理厂；污水经无害化处理并符合标准的二次水资源，通过地下管网用于具有自动灌溉和节水的吸灌装置的或配置有植物灯的温室种植大棚的作物种植、单元小城镇建筑及交通公路两旁的花器的绿化种植、和养殖场的生活在地下动物的养殖。

7.按照权利要求6所述的吸灌装置，其特征在于：是一种具有毛细管现象的自动灌溉和节水的吸灌的装置；包括用于吸灌种植装置和吸灌养殖装置中的吸灌装置；吸灌装置由装在托板上并伸入下腔体容器水源底端或伸入下方水体的套管，和装在套管内的用具有毛细管现象的无污染材料制成的，或套有软弹簧的，并伸入上腔体容器中土壤的，为植株或动物生长提供所需水分的吸灌元件组成；吸灌种植装置由吸灌装置、栽有植株的上腔体容器、储存有靠下雨收集的雨水或注水作为植株较长时期生长所需水源的下腔体容器或靠天然或人工水体作为植株长时期生长所需水源的下方水体组成；吸灌养殖装置由吸灌装置、养殖有生活在地下的动物并带有盖板的上腔体容器、储有靠注水为所养动物较长时期生长，所需水源的下腔体容器组成；起免除对上腔体容器所栽植株或所养动物的土壤浇水，避免植株或动物因故不及时浇水而受旱枯死，吸灌种植装置能广泛应用于大漠戈壁、干旱大草原及其它土地和各种种植大棚的作物种植，美化室内环境和净化室内空气的花卉种植，城市森林化的绿化种植，街道及交通公路两旁、城镇和农村及其建筑、海岛、石头山、花坛、假山、陵园、和其它地面及水面上的花卉及其它绿化种植的作用；吸灌种植装置的上腔体和下腔体用钢筋混凝土、或塑料、或金属、或玻璃、或陶瓷、或石材、或木材制成；吸灌装置中的套管起吸灌元件的支承、定位、保护和在下腔体容器中产生不必要的水分蒸发的作用；或在套管的顶端设置有防土壤进入套管内的弹性密封圈；其中的软弹簧起保护吸灌元件不被摺迭挤压损坏的作用；浸在水源最低水位的套管底端管口是封闭的，并其中的上段设置有许多进水孔或有滤网，避免沉积在水源底部的淤泥和杂质进入套管而堵塞吸灌元件；在下腔体中或设置有保持水源最高水位的，并帶有防蚊虫进入水源繁殖的滤网，或带有防水源蒸发的自动控制单向阀的溢水孔或溢水口下的溢水管；在上腔体容器中装有适合植株或动物生长所需的各种土壤，或无土的沙石，或无土的被粉碎的有机植物纤维或无污染的化学纤维或泡沫塑料，或它们的混合物，或无土的伸入上腔体容器的吸灌元件本身；在吸灌养殖装置的盖板上设置有通气小孔、上腔体容器的温控器和动物食料的投放装置；在吸灌种植装置的土壤的表面上，或铺有一层带透气小孔的塑料薄膜和在其上覆盖有杂草再铺压有小鹅卵石或小水泥球、或铺压有外层包有不吸水泡沫塑料的小水泥球，或先铺有不吸水的泡沫塑料球而其上再铺压有小鹅卵石或小水泥球，或在小鹅卵石或小水泥球上再加固一层不锈纲丝网，起植株、土壤和小鹅卵石或小水泥球不被强风刮走并伤害行人，保温透气和防晒减少水分蒸发，遇到暴雨或特大暴雨时使土壤与水分开，并使土壤表面过量雨水通过带滤网的排水槽沟和通气下水管或下水管流入下腔体容器作为水源的作用；在上腔体容器中，或设置有与上腔体连成一体的交叉横梁，或与上腔体连成一体的交叉不锈钢条，起使植株的根系交叉扎根于土壤中的交叉横梁或交叉不锈钢条，防止植株被强风吹倒；植株生长所需营养元素由混在土壤中的肥料颗粒，或分散注入土壤中的营养液，或从通气下水管或下水管投入下腔体容器水源中的肥料颗粒或营养液提供；动物生长所需营养元素由混在土壤中或投放在土壤表面的动物食料提供；在托板上，设置有许多使土壤透气透水作用的通气孔，或设置有伸出土壤表面或伸出盖板表面的带有网罩和水位指示器的透气注水管；在托板上铺设有滤网，或铺设有由滤网、沙石和不锈钢丝网组成的过滤装置，起保持水源清洁和避免土壤与沙石混合的作用；吸灌种植装置和吸灌养殖装置的腔体可分为整体式和分开式，分开式的上腔体容器由上腔体和托板组成连体，相应镶坎并固定在下腔体凸缘的内止口中，或相应放置在下腔体托架构件上，或相应放置在下腔体的支柱交叉横梁上，或相应旋扣在下腔体凸缘外螺纹或凸缘内螺纹中；或上腔体容器为组合式，或下腔体容器为组合式，起适应种植装置和养殖装置要求的作用；与所栽植株相匹配的具有吸灌种植装置的花器各种外形结构及表面修饰，或与其透明下腔体容器内表面修饰及其中套管的各种外形结构及其表面修饰，起使花器更具有适用性、更强烈的观尝性和艺术性的作用。

8.按照权利要求2和权利要求6所述的水库，其特征在于：是一种具有楼层结构，并每层每排设置储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从上到下依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的楼层方艙水库；或是一种平面结构，并每排设置有许多相互连通的具有导流口的储有水资源的储水艙室，在任何运行工况下，从始到终依次被外来清洁水、或被内循环清洁水、或连同被内循环净水装置产生的清洁水，置换流动而确保所储水资源不变质的平面方艙水库；楼层方艙水库由水库本体、具有不同作用的各种管道和各种阀门、循环水泵、或和内循环净水装置组成；水库本体由地基、立柱、横梁、楼板、外墙、内隔墙、楼顶、公共走道、上下楼梯、电梯通道和屋顶绿化台组成，并用钢筋混凝土整体浇注而成永久性结构，起结构坚固、抗震和构成多层多排储水艙室的作用；或水库本体由金属制成的集装箱储水艙室组装而成，或组装在基础架上而成；在每层纵向内隔墙和公共走道两侧隔墙的下端都装设有向内开的边门盖，起建筑和维修通道的作用；除外墙和横向内隔墙外，每层每排储水艙室的顶面下方纵向内隔墙都设置有通气孔，公共走道两侧隔墙上端的通气孔通过管道与通气出水管顶端的空气滤清装置连通，使储水艙室的顶部都有一层与外界大气相通的空气室，起使每层外墙和公共走道两侧隔墙底部及楼板的最大水压只有本层储水艙室储水高度的水压，极大减轻水库外墙和公共走道两侧隔墙的水压负荷，确保水库无毁库风险，并免除水电站高水压大埧式的外墙和公共走道两侧隔墙结构，使楼层方艙水库的本体结构变成安全并便于建造的房屋整体框架建筑结构的作用；每层每排储水艙室的纵向内隔墙都相应设置有导流口，并在每层每排的储水艙室的外墙和公共走道两侧隔墙，上下交叉设置有下水管，其下水口位于通气孔的下方位置，起从进水总管和各排进水管流入相应储水艙室较清洁的水，依次在每层每排储水艙室顺畅置換流动，使所储水资源不变质，并通过出水阀、管道和通气出水管及其控制阀向自来水厂供水的作用；在每层公共走道两侧隔墙的底端都设置有放水阀和与通气出水管相通的放水管，起关闭某层某排进水阀并打开相应放水阀，放干该储水艙室的储水，便于清理淤泥和维修的作用；在每层每排储水艙室的公共走道两侧隔墙的下端与对应相鄰下层顶上的空气室之间设置有受连通阀控制的连通管，起关闭进水总管的进水阀仃止供水时，可依次打开相应的连通阀，确保楼层方艙水库的储水仍保持置换流动并持续向自来水厂供水的作用；或在底层公共走道的下方走道里，设置有起水库内循环置换流动作用的内循环置换装置，由与通气出水管相连的水泵进水管、控制阀、循环水泵、循环水管、阀门、进水总管、进水阀门和进水管组成；或设置有内循环净水装置，其进水口通过回水阀和回水管与通气出水管相连，其出水口通过管道和控制阀与水泵进水管相连，起净化水参加内循环置換流动，使水库储水越来越清洁的作用；楼层方艙水库和平面方艙水库及按它们工作原理和类似结构制成的储存水资源不变质的容器装置，能广泛应用于需要储存不变质的一定水资源量的各用户。

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